JP5606972B2 - Slewing bearing seal structure and slewing bearing - Google Patents
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Description
この発明は、例えば、風力発電装置のヨー、ブレード用の旋回座や、デッキクレーン、建設機械、物揚機械等、屋外または屋内に近接して使用される諸機械の旋回部に使用される旋回軸受のシール構造および旋回軸受に関する。 The present invention is, for example, a swivel used for a swivel part of various machines used in the vicinity of the outdoors or indoors, such as a swivel seat for a yaw and a blade of a wind power generator, a deck crane, a construction machine, and a lifting machine. The present invention relates to a seal structure of a bearing and a slewing bearing.
風力発電装置のヨー、ブレード用の旋回座等に使用される旋回軸受は、一般的にグリースにて潤滑される。この旋回軸受には、外部からの異物混入、または軸受内部からのグリース漏れを防ぐためにゴムシールが装着されている(特許文献1,2)。このゴムの材質はニトリル、クロロプレン、アクリル等が使用されている。
A swivel bearing used for a yaw of a wind power generator, a swivel seat for a blade, or the like is generally lubricated with grease. This slewing bearing is provided with a rubber seal in order to prevent foreign matters from entering from outside or grease leakage from inside the bearing (
特に、風力発電装置のヨー、ブレード用の旋回軸受に使用されるゴムシールは、周辺環境保護の観点からグリース漏れ防止が重要な機能となる。旋回軸受は一般に低速運転のため、発熱の問題は少ないが、図9に示すように、給脂管50からグリースを追加給脂する等の場合には、軸受内部の圧力が上昇する。前記給脂管50は、同図に示すように、外輪外径面もしくは内輪内径面から軸受内部に向かって半径方向に貫通する管である。前記のように軸受内部の圧力が上昇するため、ゴムシール部51には内部圧力が作用する。
In particular, a rubber seal used for a slewing bearing for a yaw and blade of a wind power generation apparatus has an important function of preventing grease leakage from the viewpoint of protecting the surrounding environment. Since the slewing bearing is generally operated at a low speed, there is little problem of heat generation. However, as shown in FIG. 9, when additional grease is supplied from the
ゴムシール部51に発生する内部圧力が大きい場合、シールリップ52が反転またはシール固定部より脱落するおそれがある。シールリップ52の向きは、先端に向かうに従って軸受空間の軸方向内側に傾斜して延びる内向きリップ52a、先端に向かうに従って軸受空間の軸方向外側に傾斜して延びる外向きリップ52bの2パターンがある。
前記内部圧力に耐えるには、内向きリップ52aが必要となるが、この内向きリップ52aに想定以上の圧力が掛かると、リップが反転するといった不具合が生じる。その不具合を防止するための手段としては、リップの厚みを厚くし、リップ剛性を高めることが考えられる。しかし、リップの厚みを厚くすると、シールトルクが高くなり、駆動装置の仕様にも影響を及ぼすおそれがある、つまり旋回トルクの容量アップが必要となるおそれがあるため、得策とは言えない。
When the internal pressure generated in the
In order to withstand the internal pressure, an
この発明の目的は、内部圧力の上昇時にシール部材のリップ部の反転およびシール部材の脱落を防止でき、シールトルクの低減を図ることができる旋回軸受のシール構造および旋回軸受を提供することである。 An object of the present invention is to provide a seal structure for a slewing bearing and a slewing bearing that can prevent the lip portion of the seal member from being reversed and the seal member from falling off when the internal pressure is increased, and can reduce the seal torque. .
この発明の旋回軸受のシール構造は、
内輪および外輪の各軌道輪にそれぞれ軌道溝が形成され、これら内外輪の軌道溝間に複数の転動体が設けられると共に、内外輪の軸方向端に、内外輪間で凹凸となる段差が設けられ、この段差のある内外輪の軸方向端を封止する弾性体製のシール部材を備えた旋回軸受のシール構造において、
前記シール部材は、前記段差の凸側となる凸側軌道輪の凹側軌道輪よりも突出した部分に固定される基部と、前記段差の凹側となる凹側軌道輪に接する1つまたは複数のリップ部とを有し、このリップ部の一つとして、先端に向かうに従って軸受空間の軸方向内側に位置するように傾斜して延びる主リップを含み、
前記凹側軌道輪の軸受空間側の周面に、シール部材の主リップを摺接させるシール摺接面部を設け、凹側軌道輪の前記周面における前記シール摺接面部よりも端部側に、径方向に突出する環状突出部を設け、この環状突出部の軸方向内側面に、突出先端に向かうに従って軸方向外側に位置するように傾斜するシール摺動側傾斜部を設け、
前記凸側軌道輪の周面に環状溝を設けると共にこの環状溝の底部における軸方向外側の面に固定溝を設け、前記シール部材の前記基部は、前記凸側軌道輪における前記周面と前記固定溝の内面との間の部位である環状壁部が嵌まり込む嵌め込み用溝を有し、前記固定溝の内面における軸受空間側の溝側面に、溝底側部分に向かうに従って軸受空間から遠ざかる側に位置するように傾斜するシール固定側傾斜部を設けたことを特徴とする
The seal structure of the slewing bearing of this invention is
A raceway groove is formed in each of the races of the inner ring and the outer ring, a plurality of rolling elements are provided between the raceway grooves of the inner and outer rings, and a step which becomes uneven between the inner and outer rings is provided at the axial end of the inner and outer rings. In the seal structure of the slewing bearing provided with the seal member made of an elastic body that seals the axial ends of the inner and outer rings having the step,
The seal member includes a base fixed to a portion protruding from the concave raceway of the convex raceway that is the convex side of the step, and one or more that are in contact with the concave raceway that is the concave side of the step. A lip portion, and one of the lip portions includes a main lip that extends in an inclined manner so as to be located on the inner side in the axial direction of the bearing space toward the tip.
Provided on the peripheral surface of the concave raceway on the bearing space side is a seal slidable contact portion for slidingly contacting the main lip of the seal member, and on the end side of the peripheral surface of the concave raceway than the seal slidable contact portion. The annular projecting portion projecting in the radial direction is provided, and the seal sliding side inclined portion is disposed on the inner surface in the axial direction of the annular projecting portion so as to be located on the outer side in the axial direction toward the projecting tip.
An annular groove is provided on the peripheral surface of the convex raceway, and a fixing groove is provided on an outer surface in the axial direction at the bottom of the annular groove, and the base portion of the seal member includes the peripheral surface of the convex raceway and the circumferential surface. There is a groove for fitting into which the annular wall portion that is a portion between the inner surface of the fixed groove is fitted, and the groove side surface on the bearing space side of the inner surface of the fixed groove moves away from the bearing space toward the groove bottom side portion. A seal fixing side inclined portion that is inclined so as to be positioned on the side is provided.
この構成によると、シール部材に内部圧力が作用したとき、主リップが、凹側軌道輪の環状突起部のシール摺動側傾斜部に押し付けられると共に、基部が凸側軌道輪のシール固定側傾斜部に押し付けられる。つまりシール部材の主リップと基部とが両持ちで軌道輪に支持される。このとき主リップおよび基部は、対向する各傾斜部にそれぞれ面当たりするため、リップ部の反転を抑えることができ、且つ、シール部材が軌道輪から脱落することを防止することができる。これにより、リップ部の反転を防止するため、リップ部の厚みを厚くしてリップ剛性を高める必要がなくなる。したがって、リップ部の厚みを従来のものより薄肉化してシールトルクの低減を図ることができる。
また凸側軌道輪の周面に設けた固定溝に、シール部材の基部の一部を差し込むことで、凸側軌道輪の周面と固定溝の内面との間の環状壁部が、基部の嵌め込み用溝に嵌まり込むため、シール部材を凸側軌道輪に容易に固定することができる。したがって、組立工数の低減を図れる。この場合、シール部材を固定するための接着剤等が不要であり、シール抑え用の蓋等の他の部品も不要となるため、部品点数の低減を図り、製造コストの低減を図れる。消耗したシール部材を交換するときの作業性も従来技術よりも大幅に向上する。
According to this configuration, when internal pressure is applied to the seal member, the main lip is pressed against the seal sliding side inclined portion of the annular projection of the concave raceway, and the base is inclined to the seal fixing side of the convex raceway. Pressed against the part. That is, the main lip and the base of the seal member are both supported by the race ring. At this time, since the main lip and the base portion come into contact with the respective inclined portions facing each other, the inversion of the lip portion can be suppressed, and the seal member can be prevented from falling off the raceway. Accordingly, in order to prevent the lip portion from being reversed, it is not necessary to increase the lip rigidity by increasing the thickness of the lip portion. Therefore, the thickness of the lip portion can be made thinner than that of the conventional one, and the sealing torque can be reduced.
In addition, by inserting a part of the base portion of the seal member into the fixed groove provided on the peripheral surface of the convex raceway ring, the annular wall portion between the peripheral surface of the convex raceway ring and the inner surface of the fixed groove is Since the fitting member is fitted in the fitting groove, the seal member can be easily fixed to the convex race. Therefore, the number of assembly steps can be reduced. In this case, an adhesive or the like for fixing the seal member is not necessary, and other components such as a lid for suppressing the seal are also unnecessary, so that the number of components can be reduced and the manufacturing cost can be reduced. The workability when exchanging worn seal members is also greatly improved over the prior art.
前記シール部材の基部のうち、前記凸側軌道輪の前記環状溝の底部に臨む基部内側面を、一つの曲面または変曲点を持たない連続した曲面で繋がった形状としても良い。
前記シール部材の基部のうち、前記凸側軌道輪の前記環状溝の底部に臨む基部内側面を、90度以上180度以下の交点角度を有する複数の面で繋がった形状としても良い。前記「交点角度」は、シール部材の内部から見た角度を言う。
これらの場合、シール部材の基部の剛性を高め、局部的な変形を防止することができる。
Of the base portion of the seal member, the inner surface of the base portion facing the bottom of the annular groove of the convex raceway ring may have a shape connected by a single curved surface or a continuous curved surface having no inflection point.
Of the base portion of the seal member, the inner surface of the base portion facing the bottom portion of the annular groove of the convex raceway ring may be connected to a plurality of surfaces having intersection angles of 90 degrees or more and 180 degrees or less. The “intersection angle” refers to an angle viewed from the inside of the seal member.
In these cases, the rigidity of the base portion of the seal member can be increased and local deformation can be prevented.
前記主リップの軸方向内側面と、基部の基部内側面とを繋ぐ交線の角度を180度以上270度以下としても良い。前記「角度」は、シール部材の内部から見た角度を言う。この場合、主リップの軸方向内側面と、基部の基部内側面とを繋ぐ部分に、内部圧力を作用させて主リップを積極的に弾性変形させることができる。これにより、環状壁部に対し基部の引掛かり代が少ない場合であっても、シール部材の基部側での抜け出しを防止し得る。 An angle of an intersection line connecting the axial inner side surface of the main lip and the base inner side surface of the base may be 180 degrees or more and 270 degrees or less. The “angle” refers to an angle viewed from the inside of the seal member. In this case, the main lip can be positively elastically deformed by applying an internal pressure to a portion connecting the axial inner side surface of the main lip and the base inner side surface of the base portion. Thereby, even if it is a case where the hooking amount of a base is small with respect to an annular wall part, it can prevent that the sealing member is pulled out by the base side.
前記環状突出部におけるシール摺動側傾斜部を凸側軌道輪側に延長した面と、前記固定溝のシール固定側傾斜部を凹側軌道輪側に延長した面とが交わるように、シール摺動側傾斜部およびシール固定側傾斜部を設けても良い。この場合、シール摺動側傾斜部を凸側軌道輪側に延長した面と、固定溝のシール固定側傾斜部を凹側軌道輪側に延長した面とを一平面に近づけて、シール部材に内部圧力が作用したとき、シール部材の主リップおよび基部をより確実に面当たりにすることができる。 The seal slide is formed so that the surface of the annular protrusion extending from the seal sliding side inclined portion toward the convex raceway and the surface of the fixing groove extending from the seal fixing side inclined portion toward the concave raceway are crossed. A moving side inclined portion and a seal fixing side inclined portion may be provided. In this case, the surface where the seal sliding side inclined portion is extended to the convex bearing ring side and the surface where the seal fixing side inclined portion of the fixing groove is extended to the concave bearing ring side are brought close to one plane so that the sealing member When the internal pressure is applied, the main lip and the base of the seal member can be more reliably brought into contact with the surface.
前記主リップは、基部よりも厚みを薄くしたものであっても良い。この場合、リップ部のシールトルクを低減することができ、且つ、シール部材に内部圧力が作用したとき、主リップを積極的に弾性変形させることができる。これにより、主リップが、凹側軌道輪の環状突起部のシール摺動側傾斜部に確実に押圧されるため、環状壁部に対し基部の引掛かり代が少ない場合であっても、シール部材の基部側での抜け出しを防止し得る。 The main lip may be thinner than the base. In this case, the seal torque of the lip portion can be reduced, and the main lip can be positively elastically deformed when an internal pressure is applied to the seal member. As a result, the main lip is surely pressed against the seal sliding side inclined portion of the annular projection of the concave raceway, so that the sealing member can be used even when the hooking amount of the base portion is small relative to the annular wall portion. Can be prevented from coming out on the base side.
前記シール部材はニトリルまたはクロロプレンから成るものであっても良い。
前記シール部材は、リップ部の一つとして、基部から主リップとは別に分岐して凹側軌道輪の端面に接する副リップを含むものとしても良い。この副リップにより、さらにシール部材の密封性が保たれ、軸受空間からのグリース漏れ防止を図ることができる。
The seal member may be made of nitrile or chloroprene.
The seal member may include, as one of the lip portions, a sub lip branched from the base portion separately from the main lip and in contact with the end surface of the concave raceway. By this sub lip, the sealing performance of the sealing member is further maintained, and grease leakage from the bearing space can be prevented.
前記主リップの初期締代を2mm以上6mm以下としても良い。このような初期締代に設定することで、シールトルクの低減を図ると共に軸受空間からのグリース漏れ防止を図ることができる。 The initial tightening allowance of the main lip may be 2 mm or more and 6 mm or less. By setting such an initial tightening allowance, it is possible to reduce the seal torque and prevent grease leakage from the bearing space.
前記シール基部の嵌め込み用溝の底面または軸受空間側溝側面とシール基部を接触させても良い。これにより、摩擦係数が大きくなり、シール基部の固定を安定させることができると共に、固定部からのグリース漏れの抑制を強化することもできる。更にシールリップの緊迫力を保持できるため、シール性を安定することもできる。 The bottom surface of the fitting groove of the seal base or the bearing space side groove side surface may be brought into contact with the seal base. As a result, the coefficient of friction is increased, the fixation of the seal base can be stabilized, and the suppression of grease leakage from the fixed part can be enhanced. Further, since the tightness of the seal lip can be maintained, the sealing performance can be stabilized.
この発明の旋回軸受は、前記いずれかのシール構造を適用したものである。
風車のブレードを主軸に対して、主軸軸心に略垂直な軸心回りに旋回自在に支持するものであっても良い。
風車のナセルを支持台に対して旋回自在に支持するものであっても良い。
The slewing bearing of the present invention is one in which any of the above-described seal structures is applied.
A wind turbine blade may be supported so as to be rotatable about an axis substantially perpendicular to the main shaft axis with respect to the main shaft.
The nacelle of the windmill may be supported so as to be rotatable with respect to the support base.
この発明の旋回軸受のシール構造は、内輪および外輪の各軌道輪にそれぞれ軌道溝が形成され、これら内外輪の軌道溝間に複数の転動体が設けられると共に、内外輪の軸方向端に、内外輪間で凹凸となる段差が設けられ、この段差のある内外輪の軸方向端を封止する弾性体製のシール部材を備えた旋回軸受のシール構造において、
前記シール部材は、前記段差の凸側となる凸側軌道輪の凹側軌道輪よりも突出した部分に固定される基部と、前記段差の凹側となる凹側軌道輪に接する1つまたは複数のリップ部とを有し、このリップ部の一つとして、先端に向かうに従って軸受空間の軸方向内側に傾斜して延びる主リップを含む。さらに前記凹側軌道輪の軸受空間側の周面に、シール部材の主リップを摺接させるシール摺接面部を設け、凹側軌道輪の前記周面における前記シール摺接面部よりも端部側に、径方向に突出する環状突出部を設け、この環状突出部の軸方向内側面に、突出先端に向かうに従って軸方向外側に位置するように傾斜するシール摺動側傾斜部を設け、前記凸側軌道輪の周面に環状溝を設けると共にこの環状溝の底部における軸方向外側の面に固定溝を設け、前記シール部材の前記基部は、前記凸側軌道輪における前記周面と前記固定溝の内面との間の部位である環状壁部に嵌まり込む嵌め込み用溝を有し、前記固定溝の内面における前記周面の溝側面に、溝底側部分に向かうに従って軸受空間から遠ざかる側に位置するように傾斜するシール固定側傾斜部を設けたため、内部圧力の上昇時にシール部材のリップ部の反転およびシール部材の脱落を防止でき、シールトルクの低減を図ることができる。
In the seal structure of the slewing bearing according to the present invention, a raceway groove is formed in each of the race rings of the inner ring and the outer ring, a plurality of rolling elements are provided between the race grooves of the inner and outer rings, and at the axial ends of the inner and outer rings, In the seal structure of the slewing bearing provided with a step that becomes uneven between the inner and outer rings, and provided with an elastic seal member that seals the axial end of the inner and outer rings having the step,
The seal member includes a base fixed to a portion protruding from the concave raceway of the convex raceway that is the convex side of the step, and one or more that are in contact with the concave raceway that is the concave side of the step. One of the lip portions includes a main lip that is inclined and extends inward in the axial direction of the bearing space toward the tip. Further, a seal sliding contact surface portion for slidingly contacting the main lip of the seal member is provided on the peripheral surface of the concave bearing ring on the bearing space side, and the end side is closer to the seal sliding contact portion on the peripheral surface of the concave bearing ring. An annular projecting portion projecting in the radial direction is provided on the inner surface in the axial direction of the annular projecting portion, and a seal sliding side inclined portion is disposed so as to be located on the outer side in the axial direction toward the projecting tip. An annular groove is provided on the peripheral surface of the side raceway, and a fixed groove is provided on an axially outer surface at the bottom of the annular groove, and the base portion of the seal member is formed by the peripheral surface and the fixed groove on the convex side raceway. A groove for fitting to be fitted into an annular wall portion that is a portion between the inner surface of the fixing groove, and on the groove side surface of the peripheral surface on the inner surface of the fixed groove, on the side away from the bearing space toward the groove bottom side portion. Seal fixing side that is inclined to be positioned Due to the provision of the oblique portion can be prevented from falling off the inverted and the seal member of the lip portion of the seal member during increase in the internal pressure, it is possible to reduce the sealing torque.
この発明の第1の実施形態にかかる旋回軸受のシール構造を図1および図2と共に説明する。以下の説明はシール構造の設計方法についての説明をも含む。この旋回軸受は、例えば、風力発電用風車のブレードを主軸に対して、主軸軸心に略垂直な軸心回りに旋回自在に支持する軸受、または風車のナセルを支持台に対して旋回自在に支持する軸受として使用される。 A seal structure for a slewing bearing according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The following description also includes a description of the design method of the seal structure. This slewing bearing is, for example, a bearing that supports the blade of a wind turbine for wind power generation so that it can pivot about an axis substantially perpendicular to the main shaft axis or a nacelle of the wind turbine relative to a support base. Used as a bearing to support.
図1に示すように、旋回軸受は、内輪1と、外輪2と、これら内外輪1,2の軌道溝1a,2a間に転動自在に介在する複数のボール3と、周方向に隣接するボール3,3間に介在する図示外の間座と、後述するシール部材5とを備える。内外輪1,2の軌道溝1a,2aは、いずれも2つの曲面で構成されている。各軌道溝1a,2aを構成する2つの曲面は、それぞれ転動体としてのボール3よりも曲率半径が大きく、曲率中心が互いに異なるゴシックアーチ状の断面円弧状である。各ボール3は、内輪軌道溝1aおよび外輪軌道溝2aの前記各曲面に接点で接して4点接触する。この旋回軸受は4点接触玉軸受として構成されている。前記間座は例えば樹脂材料からなり、この間座は両側のボール接触面が、中心部に至るに従って深く凹む球面を成す凹面形状とされている。
As shown in FIG. 1, the slewing bearing is adjacent to the
外輪2には、複数の貫通孔2bが円周方向一定間隔おきに設けられる。これら貫通孔2bは、例えば、外輪2を後述の支持台等に連結固定するために用いられる。内輪1にも複数の貫通孔1bが円周方向一定間隔おきに設けられ、これら貫通孔1bは、例えば内輪1を後述のナセルのケーシング等に連結固定するために用いられる。各貫通孔1b,2bは、軸受軸方向に平行に形成されている。
The
シール構造について説明する。
図1に示すように、内外輪1,2の軸方向端、この例では軸方向両端に、内外輪1,2間で凹凸となる段差δがそれぞれ設けられている。内外輪1,2の軸受空間4にはグリースが充填され、シール部材5,5は、前記段差δのある内外輪1,2の軸方向両端を封止する。軸方向一端(図1の上部)のシール部材5について説明する。図1の上部のシール部材5では、段差δの凸側となる凸側軌道輪が内輪1であり、段差δの凹側となる凹側軌道輪が外輪2となる。
The seal structure will be described.
As shown in FIG. 1, steps δ that are uneven between the inner and
シール部材5は、ニトリルまたはクロロプレン等の弾性体から成り、図2(A)に示すように、基部6と、主リップ7および副リップ8を含むリップ部9とを有する。これら基部6とリップ部9とは一体に設けられる。基部6は、凸側軌道輪である内輪1に固定されるシール固定部10と、このシール固定部10に繋がるシール胴体部11とを有する。基部6のシール固定部10の内周面側に、嵌め込み用溝10aを設けている。この嵌め込み用溝10aは、軸方向外側に環状に開口するように形成されている。
The
基部6のシール固定部10は、内輪1のうち、外輪2よりも軸方向に突出した部分に固定される。内輪1の外周面に環状溝12を設けると共に、この環状溝12の底部における軸方向外側の面に固定溝13を設けている。前記外周面と固定溝13の内面との間の部位である環状壁部14が、前記基部6の嵌め込み用溝10aに嵌まり込むようになっている。また固定溝13の内面における軸受空間側の溝側面に、溝底側部分に向かうに従って軸方向外側に位置するように傾斜するシール固定側傾斜部13aを設けている。シール固定部10が内輪1に固定されたとき、前記シール固定側傾斜部13aにシール固定部10の一部が当接して固定されるうえ、内輪1の外周面に形成された段部1cに、シール固定部10の他の一部が係合して固定される。またシール部材5に内部圧力が作用したとき、シール固定部10の前記一部がシール固定側傾斜部13aに押し付けられるようになっている。
The
図2(B)に示すように、シール固定部10が内輪1に固定される前のシール部材単体では、シール固定部10の一部と他の一部との間の最大の径方向隙間δaは、シール固定部10が内輪1に固定された状態のとき(図2(A))よりも幅狭に形成される。図2(A)に示すように、内輪1の環状壁部14が嵌め込み用溝10aに嵌まり込むことで、シール固定部10の前記一部が径方向内方に弾性変形して(換言すれば、シール固定部10の前記他の一部に対して離隔して)シール固定側傾斜部13aに当接する。これと共に、内輪1の段部1cに、シール固定部10の他の一部が係合するようになっている。
前記環状溝12の底部における軸方向内側の内側面15は、例えば、シール固定側傾斜部13aの傾斜面に平行に形成され、シール部材5の基部6が前記内側面15および溝底面に干渉しないように設けられる。シール部材5の基部6のうち、環状溝12の底部に臨む基部内側面6aを、半径方向内方に凸曲面を成す、一つの曲面または変曲点を持たない連続した曲面で繋がった形状としている。
As shown in FIG. 2B, in the seal member alone before the
The
図2(A)に示すように、リップ部9の主リップ7は、先端に向かうに従って軸受空間の軸方向内側に位置するように傾斜して延びる。シール胴体部11のうち外輪内周面に臨むシール胴体部11の外側面部から、前記主リップ7が軸方向内側に傾斜して延びる。この主リップ7の厚みt1は、基部6のシール胴体部11の径方向の厚みt2よりも薄く設けられている。基部6のシール胴体部11のうち、環状溝12の底部に臨む基部内側面6aと、主リップ7の軸方向内側面7aとを繋ぐ交線の角度α1を、180度以上270度以下としている。この実施形態では、基部内側面6aを一つの曲面または変曲点を持たない連続した曲面で繋がった形状としているため、基部内側面6aのうち主リップ7の軸方向内側面を通る接線Laと、主リップ7の軸方向内側面とを繋ぐ交線の角度α1を、前記のように設定している。前記「角度」は、シール部材5の内部から見た角度を言う。また主リップ7の初期締代を2mm以上6mm以下に設定している。
As shown in FIG. 2A, the main lip 7 of the
凹側軌道輪である外輪2の軸受空間側の外輪内周面に、主リップ7を摺接させるシール摺接面部2cを設けている。外輪内周面における前記シール摺接面部2cよりも端部側に、径方向に突出する環状突出部16を設けている。この環状突出部16のうち軸受空間に臨む軸方向内側面に、突出先端に向かうに従って軸方向外側に位置するように傾斜するシール摺動側傾斜部16aを設けている。シール部材5に内部圧力が作用したとき、主リップ7が前記シール摺動側傾斜部16aに押し付けられるようになっている。またシール摺動側傾斜部16aを内輪1側に延長した面S2と、固定溝13のシール固定側傾斜部13aを外輪2側に延長した面S1とが交わるように、シール摺動側傾斜部16aおよびシール固定側傾斜部13aを設けている。
A seal slidable
リップ部9の副リップ8は、基部6のシール胴体部11から主リップ7とは別に分岐して、外輪2の端面2dに接する。つまりシール胴体部11のうち外輪2の端面2dに臨む下端面部から、前記副リップ8が軸方向内側に傾斜して延び、外輪2の端面2dにアキシアル接触する。この副リップ8の厚みt3は、シール胴体部11の軸方向の厚みt4よりも薄く設けられている。前記副リップ8は、ダストリップとも言う。
The
なお図1に示すように、内外輪1,2の軸方向他端(図1の下部)では、段差δの凸側となる凸側軌道輪が外輪2であり、段差δの凹側となる凹側軌道輪が内輪1となる。この軸方向他端に設けられるシール構造については、軸方向一端のシール構造と同一構造であるので、同シール構造に付した符号と同一の符号を付してその説明を省略する。
As shown in FIG. 1, at the other axial end of the inner and
以上説明した旋回軸受のシール構造によると、シール部材5に内部圧力が作用したとき、主リップ7が、凹側軌道輪の環状突起部16のシール摺動側傾斜部16aに押し付けられると共に、基部6が凸側軌道輪のシール固定側傾斜部13aに押し付けられる。つまりシール部材5の主リップ7と基部6とが両持ちで軌道輪に支持される。このとき主リップ7および基部6は、対向する各傾斜部16a,13aにそれぞれ面当たりするため、リップ部9の反転を抑えることができ、且つ、シール部材5が軌道輪から脱落することを防止することができる。これにより、リップ部の反転を防止するため、リップ部の厚みを厚くしてリップ剛性を高める必要がなくなる。したがって、リップ部9の厚みを従来のものより薄肉化してシールトルクの低減を図ることができる。
According to the seal structure of the slewing bearing described above, when the internal pressure is applied to the
また凸側軌道輪の周面に設けた固定溝13に、シール部材5の基部6を差し込むことで、凸側軌道輪の周面と固定溝13の内面との間の環状壁部14が、基部6の嵌め込み用溝10aに嵌まり込むため、シール部材5を凸側軌道輪に容易に固定することができる。したがって、組立工数の低減を図れる。この場合、シール部材5を固定するための接着剤等が不要であり、シール抑え用の蓋等の他の部品も不要となるため、部品点数の低減を図り、製造コストの低減を図れる。消耗したシール部材5を交換するときの作業性も従来技術よりも大幅に向上する。
Further, by inserting the
シール部材5の基部6のうち、前記環状溝12の底部に臨む基部内側面6aを、一つの曲面または変曲点を持たない連続した曲面で繋がった形状としたため、シール部材5の基部6の剛性を高め、局部的な変形を防止することができる。
主リップ7の軸方向内側面7aと、基部6の基部内側面6aとを繋ぐ交線の角度α1を180度以上270度以下としたため、主リップ7の軸方向内側面7aと、基部6の基部内側面6aとを繋ぐ部分P1に、内部圧力を作用させて主リップ7を積極的に弾性変形させることができる。これにより、環状壁部14に対し基部6の引掛かり代が少ない場合であっても、シール部材5の基部6側での抜け出しを防止し得る。
Of the
Since the angle α1 of the intersection line connecting the axial
環状突出部16におけるシール摺動側傾斜部16aを凸側軌道輪側に延長した面S2と、前記固定溝13のシール固定側傾斜部13aを凹側軌道輪側に延長した面S1とが交わるように、シール摺動側傾斜部16aおよびシール固定側傾斜部13aを設けたため、以下の作用効果を奏する。シール摺動側傾斜部16aを凸側軌道輪側に延長した面S2と、固定溝13のシール固定側傾斜部13aを凹側軌道輪側に延長した面S1とを一平面に近づけて、シール部材5に内部圧力が作用したとき、シール部材5の主リップ7および基部6をより確実に面当たりにすることができる。
A surface S2 in which the seal sliding side inclined
主リップ7の厚みt1は、基部6のシール胴体部11の径方向の厚みt2よりも薄く設けられているため、主リップ7のシールトルクを低減することができ、且つ、シール部材5に内部圧力が作用したとき、主リップ7を積極的に弾性変形させることができる。これにより、主リップ7が、凹側軌道輪の環状突起部16のシール摺動側傾斜部16aに確実に押圧されるため、環状壁部14に対し基部6の引掛かり代が少ない場合であっても、シール部材5の基部6側での抜け出しを防止し得る。
Since the thickness t1 of the main lip 7 is provided thinner than the radial thickness t2 of the
シール部材5は、外輪2の端面2dに接する副リップ8を含むため、この副リップ8により、さらにシール部材5の密封性が保たれ、軸受空間4からのグリース漏れ防止を図ることができる。この副リップ8はアキシアル接触するものであるため、ラジアル接触するリップ部よりもシールトルクの低減を図れる。
Since the
シール構造の他の例として、図3に示すように、シール部材5の基部6のうち、前記環状溝12の底部に臨む基部内側面6aを90度以上180度以下の交点角度α2を有する複数の面(図3の例では2つの面)で繋がった形状としても良い。前記「交点角度」α2は、シール部材5の内部から見た角度を言う。この場合、シール部材5の基部6の剛性を高め、局部的な変形を防止することができる。
図4に示すように、シール基部6の嵌め込み用溝の底面12aとシール基部6を接触させても良いし、図5に示すように、シール基部6の軸受空間側溝側面12bとシール基部6を接触させても良い。この例では、前記底面12aは、内輪1の外周面に設けた環状溝12の底面であり、前記軸受空間側溝側面12bは、内輪1の外周面に設けた環状溝12の底部における軸方向内側の内側面である。図6に示すように、嵌め込み用溝の底面12aおよび軸受空間側溝側面12bと、シール基部6とを接触させても良い。これら図4〜6の構成により、摩擦係数が大きくなり、シール基部6の固定を安定させることができると共に、固定部からのグリース漏れの抑制を強化することもできる。更にシールリップの緊迫力を保持できるため、シール性を安定することもできる。
As another example of the seal structure, as shown in FIG. 3, among the
As shown in FIG. 4, the
図4および図5は風力発電用の風車の一例を示す。この風車21は、支持台22上にナセル23を水平旋回自在に設け、このナセル23のケーシング24内に主軸25を回転自在に支持し、この主軸25のケーシング24外に突出した一端に、旋回翼であるブレード26を取付けてなる。主軸25の他端は増速機27に接続され、増速機27の出力軸28が発電機29のロータ軸に結合されている。
4 and 5 show an example of a wind turbine for wind power generation. This
ナセル23は、旋回軸受BR1により旋回自在に支持される。いずれかの実施形態の旋回軸受において、例えば、外輪2の外周面にギヤ等が設けられたものが、前記ナセル23用の旋回軸受BR1に用いられる。図4に示すように、ケーシング24に複数の駆動源30が設置され、各駆動源30に図示しない減速機を介してピニオンギヤが固着される。外輪2(図1)の前記ギヤが前記ピニオンギヤに噛合するように配置される。例えば、外輪2が複数の貫通孔2bにより支持台22に連結固定され、内輪1がケーシング24に固定される。複数の駆動源30を同期して駆動させ、この旋回駆動力を外輪2へ伝達する。よって、支持台22に対してナセル23が相対的に旋回可能となる。
The
ブレード26は、旋回軸受BR2により旋回自在に支持される。この旋回軸受BR2は、いずれかの実施形態の旋回軸受において、例えば、内輪1の内周面にギヤを設けたものが適用される。主軸25の突出した先端部25aには、ブレード26を旋回駆動する駆動源が設けられる。前記先端部25aにこの旋回軸受の外輪2が連結固定され、内輪1の内周面に付設のギヤが、前記駆動源のピニオンギヤに噛合されている。この駆動源を駆動させ、この旋回駆動力を内輪を伝達することで、ブレード26が旋回可能となる。したがって、旋回軸受BR2は、風車のブレード26を主軸25に対して、主軸軸心L1に略垂直な軸心L2回りに旋回自在に支持し得る。このように、ブレード26の角度およびナセル23の向きを風の状態に合わせて随時変え得る。
The
前記いずれかのシール構造を有する旋回軸受を、風力発電用の風車に用いた場合、内部圧力の上昇時にシール部材5のリップ部9の反転およびシール部材5の脱落を防止できる。これにより、シール部材5の密封性が保たれ、グリース漏れ防止を図ることができるため、周辺環境を保護することができるうえ、軸受寿命を延ばすことができる。さらに、シールトルクの低減を図ることができるため、旋回トルクの容量を増やす必要がなくなる。したがって駆動源の小形化を図れ、製造コストの低減を図れる。
When the slewing bearing having any one of the above seal structures is used in a wind turbine for wind power generation, it is possible to prevent the
これらの旋回軸受を、風力発電用以外の油圧ショベル、クレーン等の建設機械、工作機械の回転テーブル、砲座、パラボラアンテナ、物揚機械等、屋外または屋内に近接して使用される諸機械の旋回部等にも適用できる。
旋回軸受は、内外輪が複列の軌道溝を有するものや円筒ころタイプ(3列円筒ころ、クロスローラ)であってもよい。
These slewing bearings are used to slew various machines used outdoors or indoors, such as hydraulic excavators other than those for wind power generation, construction machines such as cranes, rotary tables for machine tools, gun seats, parabolic antennas, and lifting machines. It can also be applied to parts.
The slewing bearing may be one in which the inner and outer rings have double-row raceway grooves or a cylindrical roller type (three-row cylindrical roller, cross roller).
1…内輪
2…外輪
1a,2a…軌道溝
2c…シール摺接面部
4…軸受空間
5…シール部材
6…基部
6a…基部内側面
7…主リップ
7a…軸方向内側面
8…副リップ
9…リップ部
10a…嵌め込み用溝
12…環状溝
13…固定溝
13a…シール固定側傾斜部
14…環状壁部
16…環状突出部
16a…シール摺動側傾斜部
23…ナセル
26…ブレード
BR1,BR2…旋回軸受
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記シール部材は、前記段差の凸側となる凸側軌道輪の凹側軌道輪よりも突出した部分に固定される基部と、前記段差の凹側となる凹側軌道輪に接する1つまたは複数のリップ部とを有し、このリップ部の一つとして、先端に向かうに従って軸受空間の軸方向内側に位置するように傾斜して延びる主リップを含み、
前記凹側軌道輪の軸受空間側の周面に、シール部材の主リップを摺接させるシール摺接面部を設け、凹側軌道輪の前記周面における前記シール摺接面部よりも端部側に、径方向に突出する環状突出部を設け、この環状突出部の軸方向内側面に、突出先端に向かうに従って軸方向外側に位置するように傾斜するシール摺動側傾斜部を設け、
前記凸側軌道輪の周面に環状溝を設けると共にこの環状溝の底部における軸方向外側の面に固定溝を設け、前記シール部材の前記基部は、前記凸側軌道輪における前記周面と前記固定溝の内面との間の部位である環状壁部が嵌まり込む嵌め込み用溝を有し、前記固定溝の内面における軸受空間側の溝側面に、溝底側部分に向かうに従って軸受空間から遠ざかる側に位置するように傾斜するシール固定側傾斜部を設けたことを特徴とする旋回軸受のシール構造。 A raceway groove is formed in each of the races of the inner ring and the outer ring, a plurality of rolling elements are provided between the raceway grooves of the inner and outer rings, and a step which becomes uneven between the inner and outer rings is provided at the axial end of the inner and outer rings. In the seal structure of the slewing bearing provided with the seal member made of an elastic body that seals the axial ends of the inner and outer rings having the step,
The seal member includes a base fixed to a portion protruding from the concave raceway of the convex raceway that is the convex side of the step, and one or more that are in contact with the concave raceway that is the concave side of the step. A lip portion, and one of the lip portions includes a main lip that extends in an inclined manner so as to be located on the inner side in the axial direction of the bearing space toward the tip.
Provided on the peripheral surface of the concave raceway on the bearing space side is a seal slidable contact portion for slidingly contacting the main lip of the seal member, and on the end side of the peripheral surface of the concave raceway than the seal slidable contact portion. The annular projecting portion projecting in the radial direction is provided, and the seal sliding side inclined portion is disposed on the inner surface in the axial direction of the annular projecting portion so as to be located on the outer side in the axial direction toward the projecting tip.
An annular groove is provided on the peripheral surface of the convex raceway, and a fixing groove is provided on an outer surface in the axial direction at the bottom of the annular groove, and the base portion of the seal member includes the peripheral surface of the convex raceway and the circumferential surface. There is a groove for fitting into which the annular wall portion that is a portion between the inner surface of the fixed groove is fitted, and the groove side surface on the bearing space side of the inner surface of the fixed groove moves away from the bearing space toward the groove bottom side portion. A seal structure for a slewing bearing, wherein a seal fixing side inclined portion is provided to be inclined so as to be positioned on the side.
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